Prospettive di sviluppo dell’energia dal mare per la
produzione elettrica in Italia
ENEA, Roma 16-17 Giugno 2011
Studi sull’energia rinnovabile dal mare: il
contributo del Centro Ricerche Ambiente Marino
S. Teresa
La Spezia
Settori di ricerca
Interazioni tra clima,
pressioni antropiche
ed ecosistemi marini.
Sviluppo e gestione
di prodotti e servizi
Per l’Ambiente Marino
(Oceanografia Operativa)
Definizione e
realizzazione di
sistemi di
osservazione
Infrastrutture - Laboratori
Radioattività
ambientale
Chimica
organica
Sedimentologia
Nutrienti
Fitoplancton
Idrologia/
Oceanografia
Ecologia
Molecolare
Benthos
Competenze per lo sviluppo dell’energia dal mare
Correntometria, moto ondoso, vento offshore: misure
dirette e studi sperimentali
Strumenti GIS per supporto ai processi
decisionali (es. l’individuazione di siti idonei)
Studi di impatto sulle comunità bentoniche
Piattaforme di osservazione
meteomarina nel Mar Ligure
ODAS Italia 1 payload
•Meteorology
–Wind speed and direction(+14.4 m)
–Solar radiation (+13.7 m)
–Infrared radiation (+13.7 m)
–Relative humidity (+13.7 m)
–Air Temperature (+13.7 m)
–Atmospheric pressure(+7.8 m)
•Oceanography
–Sea temperature (-0, -6, -12, -20, -28, -36 m)
–Salinity (-6, -20, -36 m)
–Pressure, Fluorimetre, Torbiidity, DO2(-36 m)
– Wave heigth and direction (3 altimeters-10 m)
–Acoustic measurements
•Others
–Position
– roll, pitch
–Power from solar panels and wind generator
–Batteries, temperature inside the lab
Lungo il corpo della boa, a circa 10 metri di profondità, sono
installati tre altimetri acustici di precisione Tritech PA500
caratterizzati da una frequenza di 500KHz e 6 gradi di beam. I
tre altimetri sono rivolti verso la superficie del mare e sono
montati su 3 bracci lunghi 2.5m disposti a 120° l’uno dall’altro.
SAMA-MAMBO
• Meteorologia
 Temperatura
 Intensità e direzione del
vento
 Pressione atmosferica
• Oceanografia
Profili f -1.5 m -25 m dt 3h
 Temperatura
 Salinità
 Ossgeno
 Fluorimetro
 pH
SAMA-MAMBO: real-time data
Correntometria , moto ondoso, vento offshore : studi sperimentali
Misura ed analisi di lunghe serie temporali
Caratterizzazione del sito
distribuzione statistica
variabilità temporale
Validazione “in situ” di dati satellitari, risultati di modelli
ADCP data-set
ADCP RDI 300 khz- broadband- upward looking
43° 47.77’ N; 9°02.85’ E
13 Settembre 2003 – 24 Maggio 2004
dz =8 m dt =1h H=0-48 m
255 gg
43° 47.32' N 9° 02.87’ E
22 Settembre 2004 – 15 Febbraio 2006 510 gg
dz =8 m dt =30’ H= 30-90 m
Correntometria , moto ondoso, vento offshore : studi sperimentali
La disponibilità di lunghe serie di misure da
postazione fissa permette di caratterizzare il
sito in esame in termini di:
Direzione e intensità (ed energia)
Valori massimi e medi
Variabilità temporale
Superamento soglie
Struttura verticale
Caratteristiche spettrali
serie temporali di correnti
50 cm/ s
8m
16 m
24 m
32 m
40 m
48 m
13 Sep1 Oct
1 Nov
1 Dec
1 Jan
1 Feb
2003 - 2004
1 Mar
1 Apr
1 May
1 Jun
50 cm/s
34 m
42 m
50 m
58 m
66 m
74 m
82 m
90 m
1Nov
1Jan
1Mar
1May
1Jul
1Sep
2004-2006
1Nov
1Jan
Distribuzione statistica
Variabilità interannuale
East
Struttura verticale
30
-10
-20
10
-25
0
-30
-10
-35
-20
-40
-30
-45
-40
50
100
150
200
250
300
350
400
450
North
50
-10
40
-15
30
-20
-25
20
-30
10
-35
0
-40
-10
-45
-20
50
100
150
200
250
time ( h)
300
350
400
450
cm/s
20
-15
Distribuzione spettrale
10
Rotary P ower S pectrum
2
17. 3 h
10
10
10
10
10
1
0
-1
-2
-3
10
-2
10
-1
cph
10
0
300
energia
250
cm 2 s - 2
200
150
100
50
0
1 Oct 1 Dec 1 Jan 1 Mar
1 Nov 1 Jan 1 Mar 1 May 1 Jul 1 Sep 1 Nov 1 Jan
2003-2006
Vento e Onde (04/2009-03/2010)
Simulazioni
misure dirette
A causa dei costi elevati e delle difficoltà operative le
misure in mare sono relativamente scarse.
Occorre quindi individuare con cura il sito di misura
affinchè sia significativo in relazione alla finalità dello
studio.
I modelli di simulazione numerica ci consentono
questo
Strumenti GIS per il supporto ai processi
decisionali
Individuazione di siti idonei
Strumenti GIS per l’individuazione di siti idonei
partecipazione al progetto europeo
N.O.S.T.R.U.M.
Net for Offshore Sustainable Technologies,
Resources and Use in the Mediterranean Sea
2003-2005
BESEL, Spagna - E.E.D., Francia - C.R.E.S., Grecia- ENEA UTMAR, Italia
Valutazione del potenziale eolico offshore:
identificazione delle aree potenzialmente idonee
in Italia sulla base di
- dati climatologici di intensità del vento (medie
annuali 2 km x 2 km, 60 m altezza)
- Batimetria delle coste italiane
E’ stato sviluppato un Sistema Informativo
Territoriale
Con tecniche di overlay, sono stati studiati strati
informativi relativi alle carte batimetriche e alla
carta del vento appositamente elaborata.
I criteri di selezione delle aree
Dettati dalle caratteristiche tecniche degli impianti eolici
offshore, distinti in due scenari:
SCENARIO
2010
2020
Isobata massima
Distanza di rispetto
da costa
Altezza rotore
20 m
50 m
>3 km
>3 km
60 m
60 m
Potenza / area utile
8 MW/km2
8 MW/km2
Esempi dei
risultati G.I.S.
2010
Isole Egadi:
~ 50 km2
2020
~ 360 km2
Golfo di Gela:
~ 130 km2
~ 1400 km2
Aree potenzialmente idonee per eolico offshore km2
2010 scenario
2020 scenario
scenario
Potenziale eolico
offshore in Italia
[km2]
2020
11.700
2010
3.700
La differenza tra i due scenari (8.000 km2) è da
attribuirsi alle limitazioni di fondale: nel caso dei 20 m
ci si trova troppo spesso all’interno dei 3 km dalla
costa, potendo operare su fondali fino a 50 m, la
disponibilità di aree per le installazioni aumenta
significativamente.
Studi di impatto sulle comunità bentoniche
Studi di impatto sulle comunità bentoniche
• definire le interazioni tra clima, pressioni
antropiche ed ecosistemi
• valutare l’impatto dei cambiamenti e di
nuovi usi sullo stato dell’ambiente marino,
sulla biodiversità e sulle risorse
Attività:
- analizzare gli effetti sulla biodiversità di comunità
bentoniche colonizzanti substrati artificiali sommersi
-analizzare
gli effetti sulla connettività fra
popolazioni bentoniche indotti dall’inserimento di
strutture artificiali sommerse
1. Creazione di nuovo habitat per organismi
bentici carbonatici
Gli organismi con scheletro carbonatico producono biomasse che
permangono nel tempo, modificano fisicamente ed ecologicamente
l’ambiente locale, forniscono substrato e cibo per altri organismi.
Substrato
duro
introdotto
Substrato
duro
introdotto
Substrato
duro
introdotto
Substrato duro
naturale
Substrato duro
naturale
2. Alterata connettività fra popolazioni bentoniche
Organismi bentonici a bassa dispersione larvale possono utilizzare i
substrati artificiali introdotti come guado per raggiungere fondali duri
lontani altrimenti non raggiungibili. Con tecniche di biologia
molecolare, in uso a S. Teresa, è possibile indagare questi processi.
conclusioni
Le competenze interdisciplinari nel campo delle
scienze marine presenti in ENEA quali
modellistica, misure sperimentali, conoscenza degli
ecosistemi marini, strumenti di supporto a processi
decisionali
permettono di affrontare tematiche direttamente
legate allo sviluppo delle energie rinnovabili dal
mare:
studi di fattibilità,
individuazione di siti idonei
valutazione di impatto ambientale